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不同馏程闪蒸油制预炭化沥青的热解行为及其性质研究
摘要：
随着能源需求的增加，石油资源日益减少，因此寻找替代能源成为当前全世界研究的热点。预炭化沥青作为一种新型的可再生能源，具备储存能量的能力，引起了广泛的关注。本文采用不同馏程闪蒸油制备预炭化沥青，并对其热解行为及其性质进行了研究。结果表明，不同馏程闪蒸油制备的预炭化沥青具有不同的热解行为和性质，其中，轻质预炭化沥青的反应活性高，制备成的炭化产物性能优良。
关键词：预炭化沥青；不同馏程闪蒸油；热解行为；性质研究
一、引言
能源问题是世界面临的关键性问题之一。石油作为主要的能源来源之一，已经成为世界各国竞争的焦点。然而，随着石油资源的日益减少，替代能源的开发和利用成为刻不容缓的任务。预炭化沥青作为一种可再生的生物质能源，具有较高的热值、稳定性和可再生性，被广泛研究和开发利用。
本研究以闪蒸油为原料，通过不同馏程的闪蒸对预炭化沥青进行制备，通过对热解行为及其性质的研究，探究不同馏程闪蒸油对预炭化沥青特性的影响。
二、实验方法
1.材料及仪器
闪蒸油；加热炉；热重分析仪；红外光谱仪；扫描电子显微镜；压汞仪。
2.制备预炭化沥青
将不同馏程的闪蒸油分别加热至不同温度（200℃、300℃、350℃、400℃），以10℃/min的速率升温至500℃，保持20min后，取出进行冷却，得到预炭化沥青。
3.分析测试
用热重分析仪测试样品的质量随时间的变化，并计算出其残渣率；用红外光谱仪测试样品的分子结构；用扫描电子显微镜观察炭化产物的表面形貌及微观结构；用压汞仪测定样品的孔隙度。
三、实验结果及分析
1.化学组成分析
用FT-IR（fouriertransforminfraredspectroscopy）测试不同馏程闪蒸油制备的预炭化沥青的化学组成，结果见图1。
图1：不同馏程闪蒸油制备的预炭化沥青FT-IR图谱
由图1可见，预炭化沥青的主要化学基团为芳香环和羧酸基。与芳香环相比，羧酸基在中温热解过程中是易于热解的，因此随着闪蒸油馏程的变化，不同制备条件得到的预炭化沥青化学组成会有所不同。
2.热解行为分析
用热重分析仪对不同馏程闪蒸油制备的预炭化沥青进行热解行为分析，结果见图2。
图2：不同馏程闪蒸油制备的预炭化沥青热重分析曲线
由图2可知，不同馏程闪蒸油制备的预炭化沥青在200℃-300℃范围内有明显的质量损失，说明在该温度下会发生易热解的反应。其中，轻质预炭化沥青的热解活性最高，其质量损失最大，制备成的炭化产物相对较少。
3.炭化产物孔隙度分析
用压汞法对不同馏程闪蒸油制备的预炭化沥青的孔隙度进行测试，结果见表1。
表1：不同馏程闪蒸油制备的预炭化沥青孔隙度
由表1可见，轻质预炭化沥青的孔隙度最大，说明制备成的炭化产物中具有更多的孔隙，表现出更好的吸附性能和渗透性能。
四、结论
本研究采用不同馏程闪蒸油制备预炭化沥青，并对其热解行为及其性质进行了研究。研究结果表明，不同馏程闪蒸油制备的预炭化沥青具有不同的热解行为和性质，其中，轻质预炭化沥青的反应活性高，制备成的炭化产物性能优良。因此，对预炭化沥青的制备过程进行优化，并加强研究其在能源领域的应用前景，有利于资源的高效利用和替代能源的开发和利用。